Heme porfirindir, molekulunun mərkəzində iki kovalent və iki koordinasiya bağı ilə quruluşa daxil olan Fe2+ dəmir ionları yerləşir. Porfirinlər metilen birləşmələri (-CH=) olan dörd əridilmiş pirroldən ibarət sistemdir.
Hem molekulu düz quruluşa malikdir. Oksidləşmə prosesi hemanı Fe3+ təyin edilmiş hematinə çevirir.
Daşlardan istifadə
Heme təkcə hemoglobin və onun törəmələrindən deyil, həm də mioqlobin, katalaza, peroksidaza, sitoxromlar, troptofanın formilkinureninə oksidləşməsini kataliz edən triptofan pirollaza fermentindən ibarət prostatik qrupdur. Gemma məzmununda üç lider var:
- hemoqlobindən ibarət eritrositlər;
- mioqlobinə malik əzələ hüceyrələri;
- sitokrom P450 ilə qaraciyər hüceyrələri.
Hüceyrələrin funksiyasından asılı olaraq zülalın növü, həmçinin hemin tərkibindəki porfirin də dəyişir. Hemoqlobin heme protoporfirin IX, sitoxrom oksidaz isə formilporfirini ehtiva edir.
Heme necə əmələ gəlir?
Protein istehsalı bədənin bütün toxumalarında baş verir, lakin ən məhsuldar hemin sintezi iki orqanda baş verir:
- sümük iliyi hemoglobinin istehsalı üçün protein olmayan komponent istehsal edir;
- hepatositlər sitokrom P450 üçün xammal istehsal edir.
Mitoxondrial matrisdə piridoksaldan asılı ferment aminolevulinat sintaza 5-aminolevulin turşusunun (5-ALA) əmələ gəlməsi üçün katalizatordur. Bu mərhələdə hemin sintezində Krebs dövrünün məhsulu olan qlisin və susinil-KoA iştirak edir. Heme bu reaksiyanı maneə törədir. Dəmir, əksinə, bağlayıcı zülalın köməyi ilə retikulositlərdə reaksiyaya səbəb olur. Piridoksal fosfat çatışmazlığı ilə aminolevulinat sintazanın aktivliyi azalır. Kortikosteroidlər, qeyri-steroid antiinflamatuar preparatlar, barbituratlar və sulfanilamidlər aminolevulinat sintazanın stimulyatorlarıdır. Reaksiyalar qaraciyərdə bu maddənin istehsalı üçün sitoxrom P450 tərəfindən hemin istehlakının artması ilə əlaqədardır.
5-aminolevulin turşusu və ya porfobilinogen sintaza mitoxondriyadan sitoplazmaya daxil olur. Bu sitoplazmatik fermentin tərkibində porfobilinogen molekulundan əlavə 5-aminolevulin turşusunun daha iki molekulu var. Hemin sintezi zamanı reaksiya heme və qurğuşun ionları tərəfindən inhibə edilir. Bu səbəbdən sidikdə və qanda 5-aminolevulin turşusunun səviyyəsinin artması qurğuşun zəhərlənməsi deməkdir.
Sitoplazmada dörd porfibilinogen molekulunun porfobilinogen deaminazadan hidroksimetilbilana qədər dezaminasiyası baş verir. Bundan əlavə, molekul upoporfirinogen I-ə və dekarboksilat koproporfirinogen I-ə çevrilə bilər. Uroporfirinogen III bunun kosintaza fermentindən istifadə edərək hidroksimetilbilanın susuzlaşdırılması prosesində əldə edilir.molekullar.
Üroporfirinogenin koproporfirinogen III-ə dekarboksilləşməsi hüceyrələrin mitoxondriyalarına daha da qayıtmaq üçün sitoplazmada davam edir. Eyni zamanda, koproporfirinogen III oksidaz protoporfirinogen IV (+ O2, -2CO2) molekullarını protoporfirin oksidazın köməyi ilə protoporfirin V-ə daha da oksidləşdirərək (-6H+) dekarboksilləşdirir. Ferrochelataza fermentinin son mərhələsində Fe2+-nın protoporfirin V molekuluna daxil olması hemin sintezini tamamlayır. Dəmir ferritindən gəlir.
Hemoqlobin sintezinin xüsusiyyətləri
Hemoqlobinin istehsalı hem və globinin istehsalıdır:
- heme oksigenin hemoglobinə geri dönən bağlanmasına vasitəçilik edən protez qrupa aiddir;
- qlobin hem molekulunu əhatə edən və qoruyan zülaldır.
Hemin sintezində ferrochelataza fermenti protoporfirin IX strukturunun halqasına dəmir əlavə edərək hemin aşağı səviyyəsini anemiya ilə əlaqələndirir. Dəmir çatışmazlığı anemiyanın ən çox yayılmış səbəbi olaraq hemin istehsalını azaldır və yenə qanda hemoglobinin səviyyəsini azaldır.
Bir sıra dərmanlar və toksinlər hemin sintezini birbaşa bloklayır, fermentlərin onun biosintezində iştirakının qarşısını alır. Dərmanların sintezinin inhibəsi uşaqlarda çox rast gəlinir.
Qlobin formalaşması
İki müxtəlif globin zənciri (hər birinin öz hem molekulu ilə) birləşərək hemoglobini əmələ gətirir. Embriogenezin ilk həftəsində alfa zənciri qamma zənciri ilə birləşir. Uşağın doğulmasından sonra birləşməbeta zənciri ilə baş verir. Tam hemoglobin molekulunu təşkil edən iki alfa zəncirinin və digər ikisinin birləşməsidir.
Alfa və qamma zəncirlərinin birləşməsi fetal hemoglobin əmələ gətirir. İki alfa və iki beta zəncirinin birləşməsi doğuşdan 18-24 həftə ərzində qanda üstünlük təşkil edən "yetkin" hemoglobin verir.
İki zəncirin birləşməsi dimer əmələ gətirir - oksigeni səmərəli şəkildə nəql etməyən struktur. İki dimer hemoglobinin funksional forması olan tetramer əmələ gətirir. Biofiziki xüsusiyyətlər kompleksi oksigenin ağciyərlər tərəfindən mənimsənilməsinə və onun toxumalara buraxılmasına nəzarət edir.
Genetik mexanizmlər
Alfa qlobin zəncirlərini kodlayan genlər 11-ci xromosomda alfa zəncirləri deyil, 16-cı xromosomda yerləşir. Buna uyğun olaraq, onlar "alfa globin lokusu" və "beta qlobin yeri" adlanır. Normal eritrosit funksiyası üçün iki gen qrupunun ifadələri yaxından balanslaşdırılmışdır. Disbalans talassemiyanın inkişafına gətirib çıxarır.
Hər bir xromosom 16-da eyni olan iki alfa globin geni var. Hər hüceyrədə iki xromosom olduğundan, bu genlərdən dördü normal olaraq mövcuddur. Hər biri hemoglobin sintezi üçün tələb olunan globin alfa zəncirlərinin dörddə birini istehsal edir.
Lokusun beta-qlobin lokusunun genləri embrion inkişafı zamanı aktiv olan yerdən başlayaraq ardıcıl olaraq yerləşir. Ardıcıllıq aşağıdakı kimidir: epsilon qamma, delta və beta. Qamma geninin iki nüsxəsi varhər bir xromosom 11, qalanları isə tək nüsxədə mövcuddur. Hər bir hüceyrədə dörd alfa globin geninin hər birinə tam uyğun gələn protein miqdarını ifadə edən iki beta globin geni var.
Hemoqlobin çevrilmələri
Genetik səviyyədə balanslaşdırma mexanizmi hələ də tibbə məlum deyil. Doğuşdan sonra 7 - 8 ay ərzində uşağın bədənində fetal hemoglobin əhəmiyyətli miqdarda saxlanılır. Əksər insanlar körpəlikdən sonra, əgər varsa, yalnız iz miqdarda fetal hemoglobinə malikdirlər.
İki alfa və beta geninin birləşməsi normal yetkin hemoglobin A istehsal edir. 11-ci xromosomda qamma və beta arasında yerləşən delta geni uşaqlarda və böyüklərdə az miqdarda delta qlobin - hemoglobin A2 istehsal edir, bu daha azdır. 3%-dən çox dələ.
ALK nisbəti
Hemin əmələ gəlmə sürətinə aminolevulin turşusu və ya ALA-nın əmələ gəlməsi təsir edir. Bu prosesi başlatan sintaza iki şəkildə tənzimlənir:
- reaksiya zamanı əmələ gələn effektor fermentlərin köməyi ilə allosterik;
- enzim istehsalının genetik səviyyəsində.
Heme və hemoglobinin sintezi aminolivulinat sintaza istehsalını maneə törədir, mənfi rəy yaradır. Steroid hormonları, qeyri-steroid antiinflamatuar preparatlar, antibiotiklər sulfanilamidlər sintaza istehsalını stimullaşdırır. Dərman qəbulu fonunda qaraciyər tərəfindən bu birləşmələrin istehsalı üçün vacib olan sitoxrom P450 sistemində hemenin qəbulu artır.
Heme istehsal amilləri
AktivALA sintaza səviyyəsi vasitəsilə hemin sintezinin tənzimlənməsi digər amillərlə də əks olunur. Qlükoza ALA sintaza aktivliyi prosesini ləngidir. Hüceyrədəki dəmirin miqdarı sintezə tərcümə səviyyəsində təsir edir.
MRNA-nın tərcümənin başlanğıc yerində saç sancağı ilgəsi var - dəmirə həssas element. Dəmir sintezinin səviyyəsinin azalması dayanır, yüksək səviyyədə zülal dəmir, sistein və qeyri-üzvi kükürd kompleksi ilə qarşılıqlı əlaqədə olur, bu da heme və ALA istehsalı arasında tarazlığa nail olur.
Sintez pozğunluqları
Biokimyanın hemin sintezi prosesində pozuntu fermentlərdən birinin çatışmazlığı ilə ifadə edilir. Nəticə porfiriyanın inkişafıdır. Xəstəliyin irsi forması genetik pozğunluqlarla əlaqədardır, qazanılmış forma isə zəhərli dərmanların və ağır metalların duzlarının təsiri altında inkişaf edir.
Ferment çatışmazlıqları qaraciyərdə və ya eritrositlərdə özünü göstərir ki, bu da porfiriya qrupunun - qaraciyər və ya eritropoetik qrupunun tərifinə təsir edir. Xəstəlik kəskin və ya xroniki formalarda baş verə bilər.
Hemin sintezinin pozulması oksidləşən ara məhsulların - porfirinogenlərin yığılması ilə əlaqədardır. Yığım yeri lokalizasiyadan asılıdır - eritrositlərdə və ya hepatositlərdə. Məhsulların yığılma səviyyəsi porfiriya diaqnozu üçün istifadə olunur.
Zəhərli porfirinogenlər səbəb ola bilər:
- nöropsikiyatrik pozğunluqlar;
- fotohəssaslıq səbəbindən dəri lezyonları;
- qaraciyərin retikuloendotelial sisteminin pozulması.
Sidik artıq porfirinlərlə bənövşəyi olurkölgə. Yeniyetməlik dövründə dərmanların təsiri altında aminolevulinat sintazanın çox olması və ya steroid hormonların istehsalı xəstəliyin kəskinləşməsinə səbəb ola bilər.
Porfiriya növləri
Kəskin aralıq porfiriya deaminazanı kodlayan və 5-ALA və porfobilinogenin yığılmasına səbəb olan gendə qüsurla əlaqələndirilir. Semptomlar qaranlıq sidik, tənəffüs əzələlərinin parezi, ürək çatışmazlığıdır. Xəstə qarın ağrısından, qəbizlikdən, qusmadan şikayətlənir. Xəstəliyə analgetiklər və antibiotiklər səbəb ola bilər.
Anadangəlmə eritropoetik porfiriya aşağı uroporfirinogen-III-kosintaza aktivliyi və yüksək səviyyədə uroporfirinogen-I-sintaza ilə əlaqələndirilir. Simptomlar dəridə çatlar, göyərmələrlə özünü göstərən fotohəssaslıqdır.
İrsi koproporfiriya koproporfirinogen III-ün çevrilməsində iştirak edən koproporfirinogen oksidazın çatışmazlığı ilə əlaqələndirilir. Nəticədə ferment işıqda oksidləşərək koproporfirinə çevrilir. Xəstələr ürək çatışmazlığından və işığa həssaslıqdan əziyyət çəkirlər.
Mozaik porfiriya protoporfirinogenin heme fermentativ çevrilməsinin qismən tıxanması ilə müşahidə olunan xəstəlikdir. İşarələr sidikdə flüoresan və işığa həssaslıqdır.
Tardor dəri porfiriyası alkoqolizm və artıq dəmir fonunda qaraciyərin zədələnməsi ilə özünü göstərir. I və III tip uroporfirinlərin yüksək konsentrasiyası sidikdə çəhrayı rəng verir və flüoresansa səbəb olur.
Eritropoetik protoporfiriya aşağıhemin sintezi üçün dəmir mənbəyi olan mitoxondriyada ferrochelataz fermentinin fəaliyyəti. Simptomlar ultrabənövşəyi radiasiyanın təsiri altında kəskin ürtikerdir. Yüksək səviyyədə protoporfirin IX eritrositlərdə, qanda və nəcisdə görünür. Yetişməmiş qırmızı qan hüceyrələri və dəri tez-tez qırmızı işıqla flüoresanlaşır.
